基于LXI总线的多功能便携式通用测试仪器的设计与实现

摘要

针对工业、航天和军事等领域日益复杂的电气系统中愈发棘手的测试问题,提出了一种基于局域网扩展总线（LXI）的多功能便携式通用测试仪器。整个系统采用的核心处理器是功能强大的Xilinx Zynq-7000Soc,这是一款集成了双核ARM和大容量FPGA的集成控制芯片。与传统模式的嵌入式测试系统相比,使用新型Soc的系统在ARM与FPGA之间实现了大量数据吞吐量的突破,如数据传输速率和总线速度,以达到最佳的测试强度和性能。仪器的最大的特点是可以进行多功能测量,它可以同时获取来自不同对象和不同信号等大量不同类型的数据,或者向对象发送激励信号。另外,得益于其紧凑的机械部件和轻便的体积,该仪器便于实现移动测试,大大减少了测试时间且提高了方便性。整个仪器是按照模块化的原则设计创建的,所以大部分组件可以根据用户不同的具体测试任务进行更换或升级。软硬件系统分别采用层次化的设计方法,硬件系统采用处理器单元、底板和功能子卡的结构,软件使用了先进的IVI、SCPI等测试框架。整个系统具有很强的数据处理能力,能够同时在多目标多通道上实现并行数据采集。在线重构功能使得其可以满足不同目标的要求,较强的通用性使得仪器可以应用于各种任务。实验和实际的使用效果证明,该仪器操作简易且通信速率高,相比于传统的测试仪器具有极大的优越性,为现场配置和操作提供了更大的灵活性。